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第二章 可编程控制器组成和工作原理 重点： 可编程控制器的硬件组成；各组成部分的功能及工作原理； 难点： 可编程控制器各组成部分的功能及工作原理； 由于中央处理器是由通用微处理器、单片机或位片式计算机组成，而且具有各种功能的I/O接口及存储器，可以用微型计算机常用的单总线结构来表示PLC的结构. 图2－3 PLC的单总线结构图 2）交流数字量输出模板（双向晶闸管型） 大部分与直流输出接口模板一样，只有输出驱动电路不同，主要开关元件是双向晶闸管。 3）继电器输出接口模板 也是与直流输出接口模板一样，驱动电路不同，接了一个继电器。 第二节 PLC的软件及编程语言 (a)继电器控制线路 (b)梯形图  图2-14继电器控制电路不能实现但梯形图能实现 二 可编程控制器的工作过程 小型PLC的工作过程有两个显著特性：周期性扫描和集中批处理。由于PLC的I/O点较多，对输入采样、执行用户程序、输出刷新实施集中批处理。PLC上电启动以后首先初始化，工作过程 流程如图： 扫描： 5).程序中语序不当 e.在继电器中各个电路是并行工作，可能会发生触点竞争现象；在梯形图中是串行工作方式，执行的顺序是从上到下、从左到右，以扫描方式进行，不会发生触点竞争。表面上看起来一样的继电器控制线路和梯形图，产生的效果可能不同。 f. 梯形图中的输出线圈只对应存储器中的输出映像区的相应位，不能直接驱动执行机构。必须指定输出继电器，经I/O口上对应的输出单元才能输出。 2.指令语句表 编程器 3.逻辑功能图 由逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，表达逻辑功能方面有优势，一般熟悉逻辑电路和逻辑代数的人员使用方便。见35页图 4. 顺序功能图 采用画工艺流程图的方式编程，只要在每一个工艺方框的输入输出端标上特定符号即可，从事工艺设计的工程技术人员使用方便。 5. 高级语言 第三节 工作原理 一.PLC控制系统的等效电路 PLC控制系统的等效电路分为三部分：输入、输出和内部控制电路. 采集输入信号 输入电路 接线端子 输入继电器 输入信号 驱动外部负载 输出继电器的外部动合触点、输出接线端子、外部驱动电路 输入继电器的线圈只能由来自现场的信号驱动，不能用编程方式去控制，这也是在梯形图程序中只能使用继电器触点不能使用输入继电器的线圈的原因。 输出继电器的触点为外部输出电路提供了一个实际的触点。 根据流程图PLC的工作过程分为四个扫描阶段: 1. 公共处理扫描阶段 PLC自检、执行来自外设命令、对看门狗清零 2. 输入采样扫描阶段 3. 执行用户程序扫描阶段 4. 输出刷新扫描 从0000号存贮地址开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存贮地址号递增的方向顺序逐条扫描用户程序直到程序结束。 完成一次扫描程序后，再从头开始扫描，并周而复始地重复。一个循环扫描过程称为扫描周期。扫描过程分为三个阶段进行：即输入采样（输入处理）阶段，程序执行（程序处理）阶段，输出刷新（输出处理）阶段。 输入采样 程序执行 输出刷新 输入采样 程序执行 输出处理 一个扫描周期 ●●● 10.00 10.01 10.0n 输入映像寄存器 ①采样 元件映像寄存器 ③写 ⑤写 ④读 0.00 10.00 10.00 200.00 ●●● ●●● 输出锁存电路 输出端子 输入端子 ●●● ②读 图 PLC 的扫描工作过程 ●●● 0.00 0.01 0.0n ⑥刷新 逐个采集所有端子信号 在当前扫描周期内程序中所需要的信号均从输入映像寄存器中去取，而不管此时外部输入信号的状态是否变化即使发生了变化，只能等到下一个扫描周期的输入采样阶段去读。 三、PLC对输入/输出的处理规则 1. 输入映像寄存器中的数据，是在输入采样阶段扫描到输入信号的状态集中写进去的，在本扫描周期内不随外部输入信号的变化而变化。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。 输入端子 输入映像寄存器 程序执行 输出映像寄存器 输出锁存器 输出端子 输入采样 读 写 读 输出刷新 输出 2. 输出映像寄存器的状态由用户程序中输出指令的输出状态来决定。 3. 输出锁存器中的数据在输出刷新阶段，是从输出映像寄存器中集中写进去的。 4. 输出端子的输出状态是由输出锁存器中的状态确定的。 5. 执行用户程序时所需的输入、输出状态是从输入输出映像寄存器中读出的。 四. PLC的扫描周期及滞后影响 扫描周期与PLC的时钟频率、用户程序的长短、及系